Photovoltaik-Leistung pro m² ermitteln.
Wie viel Strom kann eine Photovoltaikanlage pro m² erzeugen? Welche Faktoren beeinflussen Leistung und Wirtschaftlichkeit? Diese Fragen beantworten wir hier.
Photovoltaikleistung im Überblick
Die Photovoltaikleistung pro Quadratmeter hängt vor allem von der Nennleistung, der Fläche und dem Wirkungsgrad der verwendeten Module ab. Wir erklären die wichtigsten Begriffe und zeigen, wie sich die Leistung einer Photovoltaikanlage berechnen lässt.
Nennleistung
Die Nennleistung wird in Kilowattpeak (kWp) angegeben und unter festgelegten Standard-Testbedingungen ermittelt. Sie ermöglicht es, Photovoltaikmodule miteinander zu vergleichen, und dient als wichtige Grundlage für die Planung und Dimensionierung der Anlage.
Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der eingestrahlten Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Handelsübliche Siliziummodule erreichen häufig Wirkungsgrade von etwa 20 bis 24 Prozent, besonders leistungsstarke Modelle knapp 25 Prozent. Der genaue Wert hängt unter anderem von der Zelltechnologie, den verwendeten Materialien und dem Modulaufbau ab.
Photovoltaikleistung und Stromertrag pro Jahr
Der spezifische Jahresertrag einer Photovoltaikanlage liegt in Deutschland häufig bei etwa 900 bis 1.100 Kilowattstunden pro Kilowattpeak installierter Leistung. An besonders günstigen Standorten und bei optimaler Ausrichtung können auch höhere Werte erreicht werden. Der tatsächliche Ertrag hängt unter anderem von Standort, Ausrichtung, Neigung, Verschattung und Anlagenverlusten ab.
Regionale Unterschiede
Die Globalstrahlung unterscheidet sich je nach Standort und Jahr. In Deutschland liegt sie häufig zwischen etwa 1.000 und 1.250 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr. Süddeutschland erreicht im Durchschnitt höhere Werte als viele Regionen im Norden. Für eine belastbare Ertragsprognose sollten jedoch die standortbezogenen Einstrahlungsdaten verwendet werden.
Standort und Ausrichtung
Eine Ausrichtung der Photovoltaikanlage nach Süden und eine Modulneigung von etwa 30 bis 40 Grad bieten in Deutschland meist gute Voraussetzungen für einen hohen Jahresertrag. Je nach Standort, Dachfläche und Stromverbrauch können aber auch andere Ausrichtungen sinnvoll sein. Verschattungen durch Bäume, Schornsteine oder umliegende Gebäude können den Stromertrag verringern.
Benötigte Fläche für Solarmodule
Wie viel Dachfläche eine Photovoltaikanlage benötigt, hängt von der gewünschten Anlagenleistung und den verwendeten Modulen ab. Dachfenster, Schornsteine, Verschattung und erforderliche Abstände können die nutzbare Fläche einschränken.
Ein Beispiel: Verbraucht ein Haushalt einschließlich Wärmepumpe und Elektroauto rund 9.000 Kilowattstunden Strom im Jahr, lässt sich die benötigte Anlagenleistung zunächst grob abschätzen. Photovoltaikanlagen erzeugen in Deutschland häufig etwa 900 bis 1.100 Kilowattstunden Strom je installiertem Kilowattpeak und Jahr. Daraus ergibt sich rechnerisch eine Anlagenleistung von rund 8 bis 10 Kilowattpeak. Der tatsächliche Ertrag hängt unter anderem von Standort, Ausrichtung, Neigung und Verschattung ab
Eine ausreichende Dachfläche ist entscheidend, um den Strombedarf zu decken. Einschränkungen durch Dachfenster, Schornsteine und Abstände zum Dachrand sollten einkalkuliert werden.
Wichtig: Eine entsprechende Jahresproduktion bedeutet nicht, dass der Haushalt seinen Strombedarf jederzeit vollständig mit Solarstrom decken kann. Stromerzeugung und Verbrauch fallen zeitlich nicht immer zusammen. Wie viel Solarstrom direkt genutzt werden kann, hängt deshalb auch vom Verbrauchsverhalten und einem möglichen Batteriespeicher ab.
Wie viel Photovoltaikleistung pro m² liefern Solarmodule?
Moderne Solarmodule erreichen häufig eine Leistung von rund 400 Wattpeak oder mehr. Bei einer Modulfläche von etwa zwei Quadratmetern entspricht das grob 0,2 Kilowattpeak pro Quadratmeter. Für eine Photovoltaikanlage mit 10 Kilowattpeak werden somit ungefähr 50 m2 reine Modulfläche benötigt. Hinzu kommen gegebenenfalls Abstände und nicht nutzbare Bereiche auf dem Dach.
Für eine grobe Berechnung eignen sich diese Formeln:
- Jährlicher Strombedarf in kWh ÷ spezifischer Jahresertrag in kWh/kWp = benötigte Anlagenleistung in kWp
- Benötigte Anlagenleistung in kWp ÷ Modulleistung in kWp/m2 = benötigte Modulfläche in m2.
Stromspeicher im Überblick
Ein Stromspeicher kann den Eigenverbrauch erhöhen, indem er tagsüber überschüssigen Solarstrom für den Abend und die Nacht zwischenspeichert. Für längere sonnenarme Phasen reicht ein üblicher Heimspeicher dagegen meist nicht aus.
Für unseren Beispielhaushalt mit einem jährlichen Strombedarf von rund 9.000 Kilowattstunden ist ein passend dimensionierter Speicher deshalb eine sinnvolle Ergänzung. Anstatt die Dachfläche voll auszureizen, investiert unser Beispielhaushalt in einen ausreichend dimensionierten Photovoltaik-Stromspeicher, um einen größeren Anteil des selbst erzeugten Stroms selbst zu nutzen, wodurch sich je nach Nutzungsprofil wirtschaftliche Vorteile ergeben können.
Was kostet 1 m² Photovoltaik?
Die Kosten einer Photovoltaikanlage hängen unter anderem von ihrer Größe, den verwendeten Komponenten und dem Installationsaufwand ab. Umgerechnet auf die Modulfläche können für eine schlüsselfertige Anlage auf einem Einfamilienhaus grob 200 bis 350 Euro pro Quadratmeter angesetzt werden. Aussagekräftiger ist jedoch der Preis pro Kilowattpeak. Größere Anlagen kosten je installiertem Kilowattpeak häufig weniger, weil sich feste Kosten auf eine höhere Anlagenleistung verteilen.
Amortisation einer PV-Anlage
Photovoltaikanlagen amortisieren sich in 8 bis 12 Jahren, je nach Förderung und Eigenverbrauch. Mit einem Stromspeicher verlängert sich der Zeitraum auf 10 bis 15 Jahre. Die wirtschaftlichen Auswirkungen hängen von Verbrauch, Strompreisen und Anlagenauslegung ab.
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